Двухканальный электромагнитный расходомер нестационарных потоков жидкости

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Социалистическнх

Республик (11) 56 l 089

jgli >H // (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) ЗаЯвлено 25,07.75 (21) вв 2158967/10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (43) Опублнковано0 0677 Бюллетень № 21 (45) Дата опубликования описания 221077 (51) М. Кл.

G 01 F 1/58

Гоотдоротваииый иоаитет

Совета Миииетрое ИСр оо девам ивооретеиий и отирытий (53) УДК 881.12: 538.52 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г.Г.Гуревич, Г.Х.Кирштейн, В.Г.Климов, Б.П.Решилов и А.В.Звонков

Специальное конструкторское бюро магнитной гидродинамики Института физики AH 7l T Ko CCP (71) Заявитель (54) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГHHTHbIA РАСХОДОМЕР

HECTAUH0HAPHhlX ПОТОКОВ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к кондукционным измерителям расхода электропроьодящих сред .и может быть использовано для измерения расхода нестационарных потоков жидкости с широким частотным спектром.

Известны кондукционные расходомеры для измерения нестационарных потоков жидкостей, содержащие преобразователь расхода с переменным магнитным полем, схему питания магнитной системы преобразователя расхода, усилитель сигнала расхода, фаэочувствительный детектор и выходное регистрирующее устройство. Известные расходомеры обеспечивают измерение расходов нестацнонарных потоков с частотой пульсации в несколько раэ более низкой, чем частота изменения магнитного поля преобразователя расхода. Однако отмечается трудность обеспечения измерения расходов с высокой частотой пульсаций, так как необходимая при этом повышенная частота изменения магнитного поля преобразователя расхода влечет за собой значительный уровень трансформаторной помехи, возрастающей с ростом частоты.

Известны также двухканальные электромагнитные расходомеры измерения нестационарных потоков жидкости, содержащие участок трубопровода, расположенные на нем кондукционные преобразователи расхода с синусоидальными магнитными полями, сдвинутыми друг относительно друга по фазе на четверть периода, усилители сигналов, множители в каждом канале и сумматор сигналов обоих каналов. Известные ра"ходомеры достаточно надежно защищены от

10 влияния ЭДС поляризации эа счет использования переменного во времени магнитного поля в обоих преобразователях расхода. Однако при резком изменении скорости потока жидкости наруша15 ется диффузионная часть двойного электрического слоя на границе электроджидкость. И в случае геометрической или электрической несимметрии преобразователя расхода гальваническая раэ20 ность потенциалов между электродами изменяется. Появляется напряжение сноса гальванической ЭДС, содержащее значительную низкочастотную спектральную составляющую, вызывающую дополни25 тельную погрешность измерения расхода, Кроме того, в преобразователе расхода при движении жидкости создается электродный шум, обусловленный воздействием турбулентных пульсаций скорости

30 жидкости на диффузионную часть двой561089 ного электрического слоя. Спектр электродного шума, кроме того, содержит существенную низкочастотную составляющую., которая также снижает точность измерения. 8

Низкочастотную спектральную составляющую можно подавить известным способом, ограничив е помощью фильтров верхних частот с граничной частотой полосу пропускання цепей прохождения ® сигналов в каждом канале со стороны нижних частот. Однако зто нарушает равномерность частотной характеристики всего расходомера в целом.Причем, чем более высбкую частоту среза имеет фильтр верхних частот, тем более

Эффективно может быть ослаблено влияние напряжения сноса гальванической

ЭДС и низкочастотных составляющих элеи тродного шума иа точность измерения.

Однако неравномерность частотной характеристики пои этом усиливается. цель изобретения подавление низк частотных помех (электродного шума, изменения гальванической ЭДС вследствие сноса двойного слоя) при одновременном обеспечении равномерности частотной. характеристики расходомера rto отношению к спектру сигнала расхода, а, следовательно, повнвение точности измерения. Это достигается тем, что каждый канал снабжен дополнительным множителем, вход которого соединен с выходом сумматора, н подключенным к его выходу, дополнительным фильт ром верхних частот, выход последнего 36 соединен со вторым входом усилителя, включенного на вход основного множителя в каждом канале, опорный вход которого соединен с опорным входом дополнительного множителя в каждом 49 канале соответственно.

На чертеже представлен описываемый двухканальный расходомер.

Двухканальный расходомер содержит участок трубопровода 1, на котором 48 расположены коыдукционные преобразователи расхода 2 и 3 с синусондальными магннтньнкн поляьы, сдвинутыми друг относительно друга на четверть периода. Магйитные системы обоих преобра- 66 зователей получают питание от схемы питания 4 магнитных систем. Преобразователи расхода 2 и 3 в каждом канале соединены соответственно с усилителями 5 и 6, выходы которых через фильтры верхних частот 7 и 8 связаны с входами усилителей 9 и 10. ВЫходы усилителей 9 н 10 подключены ко входам множителей 11 н 12, опорные входы которых подключены к схеме питания магнитных cèñòåì 4. Выходы множителе9

11 и 12 соединены со входами сумматора 13. Выход сумматора 13 связан со входами дополнительных множителей 14 .и 15 в каждом канале расходомера соответственно. Опорные входы 14 и 15 соединены с опорными входами множителей 11 н 12. Выходы множИтелей 14 и

15 соединены соответственно с дополнительными фильтрами верхних частот

16 н 17, введенными в каждый канал расходомера. Выходы фильтров 16 и 17 соединены соответственно со вторыми входами усилителей 9 и 10.

Схема питания 4 магнитных систем обеспечивает получение в магнитных зазорах преобразователей 2 к 3 синусоидально изменяющихся во времени магнитных полей, сдвинутых друг относительно друга на четверть периода, и подачу на опорные входы множителей 1 и 14 и 12 и 15 напряжений, синфаэных магнитным индукциям в соответствующи каналах. При движении жидкости по трубопроводу 1 сигналы с преобразователей. 2 и 3 усиливаются усилителями 5 и 6 и проходят фильтры верхних частот 7 и 8, имеющие одинаковые частотные характеристики и ограничивающие спектр усиленного сигнала са стороны нижних частот.

Сигналы с выходов филвтров 7 н 8 подаются на входы усилителей 9 и 10, на вторые входы которых подаются сигналы с выходов фильтров 16 и 17. Разностные сигналы с выходов усилителей 9 и 10 подаются на входы множителей 11 и 12, где умножаются на соответственно синфазные магнитным индукциям в каждом иэ каналов напряжения постоянной амплитуды. Выходные сигналы множителей

1l и 12 суммируются сумматором 13. Вы*ходкое напряжение сумматора 13 является выходным напряжением расходомера.

Выходной сигнал сумматора 13 подается на множители 14 и 15, где умножается на синфаэные магнитным индукциям в соответствующих каналах напряжения постоянной амплитуды. С выходов множителей 14 и 15 напряжения проходят фильт. ры верхних частот 16 и 17, имеющие частотные характеристики, индентичные частотным характеристикам фильтров 7 и 8, и подаются на вторые входы усилителей 9 и 10.

Предлагаемый расходомер повышает точность измерения путем подавления низкочастотных помех при одновременном обеспечении равномерности частотной характеристики расходомера по отношению к спектру сигнала расхода и обеспечивает Формирование сигналов, компенсирующих неравномерность частотной характеристики при любой сложной форме частотных характеристик фильтров верхних частот, подавляющих низкочастотную помеху.

Формула изобретения

Двухканальный электромагнитный расходомер1нестационарных потоков жидкос ти, содержащий участок трубопровода, расположенные на нем преобразователи

561089

16 !4

4 иг.1

Составитель Ж.E. Tåñëåð

Редактор О.Филиппова Техреду.Левицкая- Корректор С "атРушева

Заказ 1560/147 Тираж 907 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретения и открытий

113035с Москва Ж-35 Раушская наб.с д. 4 5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул. Проектная,4 расхода, систему питания преобраэова телей расхода, расположенные последовательно s каждом канале усилитель, фильтр верхних частот, усилитель, множитель и сумматор сигналов обоих каналов, отличающийся тем, что, с целью повыаения точности измерения, каждый канал снабжен дополнительным множителем, вход которого создинен с выходом сумматора, и подключенным и его выходу дополнительным фильтром верхних частот, выход которого соединен со вторым входом усилителя, включенного на вход основного множителя в каждом канале, опорный вход которого соединен с опорным входом дополнительного множителя в каждом канале соответственно.